(57) Die Erfindung betrifft ein Gewebe für den Einsatz in Papiermaschinen als Formiersieb
sowie Basisgewebe für beschichtete, undurchlässige Bänder und Mäntel für Breit-Nip-Pressen
und für Formierwalzen-Überzüge.
Ein Gewebe dieser Art soll so ausgebildet werden, daß seine Querstabilität vergrößert,
seine Fibrillierbeständigkeit auch bei hohen Flächen-Drücken, wie sie im Pressenspalt
von Breit-Nip-Pressen auftreten, erhöht sowie seine Verschleißfestigkeit verbessert
werden. Dies wird dadurch erreicht, daß wenigstens ein Teil der Längs- und/oder Querfäden
des Gewebes aus einem Mischpolymer besteht, dessen Hauptbestandteile ein Polymer mit
einem hohen Molekulargewicht, entsprechend einer Viskosität von mindestens 0,80,
sind, wobei der Anteil des Copolymers im Mischpolymer 2 - 20 % beträgt.
Herstellung von Geweben für Formiersiebe und Formierwalzenüberzüge in Papiermaschinen.
[0001] Die Erfindung betrifft ein Gewebe für den Einsatz in Papiermaschinen als Formiersieb
sowie Basis-Gewebe für beschichtete, undurchlässige Bänder und Mäntel für Breit-Nip-Pressen
und für Formierwalzen-Überzüge.
[0002] An Papiermaschinengewebe, Formiersiebe, Gewebe für beschichtete, undurchlässige Bänder
bzw. Mäntel für Breit-Nip-Pressen und Gewebe für Formierwalzenüberzüge werden außerordentlich
hohe Anforderungen gestellt, weshalb für die Herstellung solcher Gewebe nur ganz bestimmte,
diesen Anforderungen entsprechende Materialien verwendet werden können.
[0003] So werden Gewebe für Formiersiebe aus Polymer-Monofilen hergestellt, wobei für die
Längsfäden ausschließlich Polyester-Monofile verwendet werden, weil nur mit diesen
die erforderliche Längsstabilität erreichbar ist. Da im Anwendungsfall durchaus Längsspannungen
von mehr als 200 N/cm Siebbreite auftreten können, kann beispielsweise das im wesentlichen
verschleiß- bzw. abriebbeständige Polyamid als Material für die Längsfäden nicht eingesetzt
werden, weil es sich viel zu stark dehnt, so daß solche Siebe nicht die erforderliche
Dehnungsstabilität aufweisen würden.
[0004] Andererseits haben reine Polyestersiebe, also Formiersiebe, bei denen auch die Querfäden
aus Polyester-Monofilen bestehen, keine ausreichende Lebensdauer, weil Polyester
im Vergleich zu Polyamid eine deutlich schlechtere Abriebbeständigkeit aufweist, so
daß die Laufzeit solcher Siebe viel zu kurz ist, um diese Siebe als brauchbare Alternative
einsetzen zu können. Dieser Nachteil wird auch nicht dadurch wettgemacht, daß, wie
Versuche gezeigt haben, Reinpolyestersiebe in bekannter, üblicher doppellagiger Bindung
eine im Vergleich zu gleichartigen sogenannten Mixsieben, die sowohl aus Polyester
als auch aus Polyamid bestehen, etwa 30 % geringere Stromaufnahme benötigen.
[0005] Es hat sich ferner gezeigt, daß Siebe, deren Querfäden ausschließlich aus Polyamid
bestehen, wegen der geringen Formbeständigkeit und der hohen Wasseraufnahme, die
zur Quellung des Monofils führt, nicht ausreichend querstabil sind. Dieser Mangel
führt dazu, daß solche Siebe auf der Papiermaschine in Falten laufen. Aus diesem Grund
schlägt die DE-OS 25 02 466 vor, nur für einen Teil der Querfäden Polyamid-Monofile
zu verwenden, während die übrigen Querfäden aus Polyester bestehen sollen. Mit diesen
sogenannten Mix- bzw. Wechselschuß-Sieben konnte in vielen Fällen die Laufzeit, also
die betrieblich nutzbare Verwendungszeit des Siebes bis zu seinem Austausch bzw. seiner
Reparatur, deutlich gesteigert werden.
[0006] Bis heute werden Basisgewebe für beschichtete und flüssigkeitsundurchlässige Bänder
bzw. Mäntel für Breit-Nip-Pressen aus Polyamid-Fäden hergestellt. Solche Bänder werden
über einen konkaven Schuh geführt und von einer darüber angeordneten Walze in den
Schuh gepresst. Zwischen Schuh und Walze laufen noch wenigstens eine Filzbahn und
die zu pressende und damit zu entwässernde Papierbahn. Durch den auf diese Weise verlängerten
Pressenspalt (Preßnip) wird der Trocknungsgrad der Papierbahn erheblich verbessert.
Wegen des hohen Flächendrucks im Pressenspalt werden an die Monofile des Basisgewebes
des Bandes bzw. Mantels sehr hohe Anforderungen bezüglich ihrer Fibrillierbeständigkeit
gestellt. Diese Anforderungen werden zwar von Polyamid-Monofilen erfüllt, jedoch
führt die oben bereits erwähnte mangelhafte Formbeständigkeit von Polyamid-Monofilen
nicht selten dazu, daß bei ungleicher Druckverteilung über die Breite sich im Band
bzw. im Mantel Blasen bzw. Umfangsänderungen, insbesondere Längungen, ergeben, die
dazu führen, daß das Gewebe in diesem Bereich einer erhöhten Walkarbeit unterliegt
und deshalb schnell zerstört wird.
[0007] Zwar können diese Erscheinungen mit Polyester-Monofilen vermieden werden, jedoch
sind diese Monofile für einen solchen Verwendungszweck nicht ausreichend fibrillierbeständig.
[0008] Bekanntlich ist die Oberfläche der Formierwalzen von Papiermaschinen als wabenförmige
Gitterkonstruktion ausgebildet. Diese Oberfläche dient als Kontaktfläche, ist jedoch
für das feine Sieb viel zu grob strukturiert und würde deshalb bei den üblichen Siebgeschwindigkeiten
von ca. 1000 m/min und darüber das Sieb sehr schnell zerstören. Zwischen dem Sieb
und der Formierwalzenoberfläche wird daher ein schlauchartiger Überzug aus einem
stabilen Gewebe, vorzugsweise in Leinenbindung, mit einer Maschenzahl von ca. 16/cm²
angeordnet. Dieser sogenannte Formierwalzen-Überzug wird mit Hilfe von Wärme auf die
Walze aufgeschrumpft. Dafür sind eine ausreichende Schrumpffähigkeit bei Temperaturen
von ca. 100° bis 130°C und eine entsprechend hohe Schrumpfkraft erforderlich, um einen
festen Sitz des Überzugs auf der Formierwalzenoberfläche zu garantieren. An die Verschleiß-
und Fibrillierfestigkeit eines solchen Überzugs werden erhebliche Anforderungen gestellt.
Der feste Sitz konnte bisher nur mit Überzügen erreicht werden, die aus Polyester-Monofilen
bestehen. Dieses Material ist jedoch, wie oben ausgeführt, nicht besonders verschleiß-
und fibrillierbeständig, so daß die Stand- bzw. Laufzeiten solcher Walzen bzw. deren
Überzüge zu wünschen übrig lassen.
[0009] Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Gewebe der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß die erläuterten Nachteile beseitigt werden, die bei Verwendung
von bekannten Monofilen auftreten und eine universelle Verwendbarkeit im Rahmen der
angegebenen Anwendungsmöglichkeiten sichergestellt ist, die insbesondere in wirtschaftlicher
Hinsicht den vielfältigen gestellten Anforderungen gerecht wird.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Teil der Längs-
und/oder Querfäden des Gewebes aus einem Mischpolymer besteht, dessen Hauptbestandteile
ein Polymer mit einem hohen Molekulargewicht, entsprechend einer Viskosität von mindestens
0,75, sowie ein Copolymer mit einem hohen Molekulargewicht, entsprechend einer Viskosität
von mindestens 0,80, sind, wobei der Anteil des Copolymers im Mischpolymer 2 - 20
% beträgt.
[0011] Auf diese Weise kann bei Papiermaschinensieben , auch Formiersiebe genannt, die durch
Verwendung von Polyamid-Querfäden auf der Laufseite verursachte Steigerung der Leistungsaufnahme
vermieden werden, wenn statt der Polyamid-Monofile Mischpolymer-Monofile auf der Laufseite
des Siebes eingewebt werden. Verringerung der Leistungsaufnahme bedeutet aber Energie
einsparung. Eine wesentliche Laufzeit- oder Standzeitminderung, wie sie bei Reinpolyester-Sieben
zu beobachten ist, tritt beim erfindungsgemäßen Sieb nicht auf. Wegen der chemischen
Beständigkeit gegen Säuren können Siebe aus Mischpolymeren der erfindungsgemäßen
Art mit Erfolg dort eingesetzt werden, wo Polyamid wegen seiner bekannten Säureempfindlichkeit
nicht mehr verwendet werden kann. Da Mischpolymere eine höhere Verschleiß- und Fibrillierbeständigkeit
aufweisen, kann sogar mit erheblichen Laufzeitsteigerungen gerechnet werden. Bei
feinen Formiersieben, besonders bei solchen, die auf der Papierseite zusätzliche
feine Füllschüsse, sogenannte Flottierfäden, enthalten, ist die Verwendung von Mischpolymer-Monofilen
als Flottierfäden ganz besonders vorteilhaft, da bisher die feinen Flottierfäden,
deren Durchmesser meistens 0,13 mm und kleiner ist, bei der Reinigung der Siebe sehr
oft zerstört wurden.
[0012] Ursache dafür ist das mit Hochdruck-Spitzrohren auf die Sieboberfläche geleitete
Reinigungswasser, das durch seine Aufprallenergie nicht nur die empfindlichen Flottierfäden
schädigt. Die bei den bekannten Polyester-Monofilen beobachteten Schädigungen durch
Fibrillierung treten bei den Mischpolymer-Monofilen nicht bzw. erst bei stark überhöhten
Spritzdrücken auf. Bei erfindungsgemäßen Sieben können deshalb die Spritzwasser-Drücke,
die bisher bei ca. 30 bar lagen, zugunsten einer effektiveren Siebreinigung erhöht
werden.
[0013] Bei beschichteten, flüssigkeitsundurchlässigen Bändern für Breit-Nip-Pressen von
Papiermaschinen bringt die Verwendung von Mischpolymer-Monofilen und Mischpolymer-Multifilen
im Basisgewebe dieser Bänder bzw. Mäntel ganz erhebliche Vorteile, da das erfindungsgemäße
Material die Stabilität und Formbeständigkeit von Polyester erreicht, bezüglich der
Verschleißfestigkeit Polyester überlegen ist und, was die Fibrillierbeständigkeit
anbelangt, sogar Polyamid übertrifft. Damit eignet sich dieses Material ideal für
Basisgewebe von Preßbändern, wobei die Möglichkeit besteht, die bisher notwendigen
Polyamid-Fäden durch das erfindungsgemäße Material zu ersetzen.
[0014] Versuche haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Gewebe bzw. Material, was die Form-
und Fibrillierbeständigkeit anbelangt, höchsten Anforderungen gerecht wird. Die Dehnung
eines Mantels für Breit-Nip-Pressen aus dem erfindungsgemäßen Material in axialer
Richtung ist um wenigstens 50% geringer als die von bekannten Mäntaln, deren Basisgewebe
die gleiche Bindung hat, aber aus Polyamid-Monofilen gewoben ist. Da zum Nachspannen
der Mäntel in axialer Richtung die Papiermaschine abgestellt werden muß, bedeutet
die geringere axiale Dehnung eine Verringerung der Nachspann-Stillstände, also eine
bessere betriebliche Nutzung der Maschine. Bei Preßbändern bzw. Pressenmänteln, die
ein Wasserspeichervolumen haben, das durch das aus der Beschichtung herausragende
Gewebe oder die aus der Beschichtung herausragenden Gewebeteile gebildet wird, ist
die Formbeständigkeit gegenüber hohen Druckbelastungen besonders wichtig. Auch hier
ist das erfindungsgemäße Gewebe als Basisgewebe einem Polyamidgewebe weit überlegen.
[0015] Formierwalzen-Überzüge, die aus dem erfindungsgemäßen Gewebe hergestellt sind, entwickeln
bei ausreichender Schrumpfung schon bei Temperaturen von ca. 100° bis 130°C Schrumpfkräfte,
die um etwa das Doppelte oder gar ein Mehrfaches höher sind als bei einem entsprechenden
Polyamidgewebe. Dadurch läßt sich im Gegensatz zum Polyamidgewebe ein sicherer,
fester Sitz der Formierwalzen-Überzüge sicherstellen. Die Fibrillierbeständigkeit
des erfindungsgemäßen Gewebes übersteigt nicht nur diejenige eines Polyamid-Überzugs,
sondern liegt sogar um ein Mehrfaches höher als bei einem Polyester-Überzug der bisher
verwendeten Qualität.
[0016] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gewebes ist darin zu sehen, daß eine Quellung
der Mischpolymer-Fäden durch Aufnahme von Wasser im Gegensatz zu Polyamid-Fäden ausgeschlossen
ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags kann der Anteil
des Copolymers zwischen 5% und 10% betragen, wobei als Polymer Polyäthylenterephtalat
und als Copolymer Dimethylisophtalat oder Polybutylenterephtalat Verwendung finden
kann. Die Viskosität des Polymers läßt sich zweckmäßigerweise auf mindestens 0,85
und die des Copolymers auf mindestens 1 ,0 einstellen.
[0017] In den Fällen, in denen das erfindungsgemäße Gewebe als Papiermaschinensieb Verwendung
findet, hat es sich als einlagiges Gewebe oder doppellagiges Gewebe besonders bewährt,
wobei die Querfäden dann zweckmäßigerweise aus dem besagten Mischpolymer bestehen.
[0018] Für den Fall, daß das erfindungsgemäße Gewebe als beschichtetes, undurchlässiges
Band oder entsprechender Mantel für die Breit-Nip-Presse einer Papiermaschine Verwendung
findet, wird das Gewebe als Basis- oder Armierungsgewebe einlagig verwendet, wobei
wenigstens die Längsfäden aus dem besagten Mischpolymer bestehen. Letzteres gilt
auch für den Fall, daß das erfindungsgemäße Gewebe für den genannten Verwendungsfall
als doppellagiges Gewebe ausgebildet ist.
[0019] Für den Fall der Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebes für Formierwalzen-Überzüge
hat es sich bewährt, das Gewebe einlagig auszubilden, wobei sowohl die Längs- als
auch die Querfäden aus dem besagten Mischpolymer bestehen.
1. Gewebe für den Einsatz in Papiermaschinen als Formiersieb sowie Basis-Gewebe für
beschichtete, undurchlässige Bänder und Mäntel für Breit-Nip-Pressen und für Formierwalzen-Überzüge,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Längs- und/oder Querfäden des Gewebes aus einem Mischpolymer
besteht, dessen Hauptbestandteile ein Polymer mit einem hohen Molekulargewicht, entsprechend
einer Viskosität von mindestens 0,75, sowie ein Copolymer mit einem hohen Molekulargewicht,
entsprechend einer Viskosität von mindestens 0,80, sind, wobei der Anteil des Copolymers
im Mischpolymer 2 - 20 % beträgt.
2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anteil des Copolymers zwischen 5 und 10 % beträgt.
3. Gewebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer Polyäthylenterephtalat und das Copolymer Dimethylisophtalat ist.
4. Gewebe nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer Polyäthylenterephtalat und das Copolymer Polybutylenterephtalat
ist.
5. Gewebe nach Anspruch 3 oder 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Polymers mindestens 0,85 beträgt.
6. Gewebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Copolymers mindestens 1 ,0 beträgt.
7. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 - 6 zur Verwendung als Papiermaschinensieb,dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe einlagig ist und seine Querfäden aus Mischpolymer bestehen.
8. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 - 6 zur Verwendung als Papiermaschinensieb,dadurch gekennzeichnet, daß es doppellagig ist und seine Querfäden aus dem Mischpolymer bestehen.
9. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 - 6 zur Verwendung als beschichtetes, undurchlässiges
Band oder Mantel für die Breit-Nip-Presse einer Papiermaschine,dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe das Basis- oder Armierungsgewebe des Bandes oder Mantels bildet, einlagig
ist und seine Längsfäden aus dem Mischpolymer bestehen.
10. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verwendung als beschichtetes, undurchlässiges
Band oder Mantel für die Breit-Nip-Presse einer Papiermaschine,dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe als Basis- oder Armierungsgewebe des Bandes oder Mantels dient, doppellagig
ist, und daß seine Längsfäden aus dem Mischpolymer bestehen.
11. Gewebe nach Anspruch 9 oder 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden aus dem Mischpolymer bestehen.
12. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verwendung als Formierwalzenüberzug,dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe einlagig ist, wobei sowohl die Längs- als auch die Querfäden aus dem
Mischpolymer bestehen.